tirto.id - Kumpulan contoh soal Fisika jenjang MA KSM 2024 dan kunci jawabannya dapat dijadikan bahan latihan bagi peserta seleksi KSM 2024 jenjang MA.
Lomba Kompetisi Sains Madrasah (KSM) tahun 2024 ini dilaksanakan secara berjenjang, mulai dari tingkat Kota atau Kabupaten hingga tingkat Nasional.
Untuk seleksi KSM 2024 tingkat Kabupaten/Kota akan digelar pada Senin, 1 Juli dan Rabu, 3 Juli 2024. Sementara itu, untuk tingkat Nasional atau grand final dari KSM ini akan dilaksanakan pada 3-8 September 2024 di Maluku Utara.
Salah bidang atau mata pelajaran yang dilombakan dalam KSM 2024 ini adalah Fisika.
Sebagai bahan persiapan KSM 2024, berikut ini adalah kisi-kisi soal materi Fisika Terintegrasi untuk jenjang MA KSM 2024 serta contoh soal yang bisa dijadikan bahan latihan.
Kisi-Kisi Soal Materi Fisika Terintegrasi MA KSM 2024
Ini adalah kisi-kisi soal materi Fisika Terintegrasi jenjang MA (Madrasah Aliyah) atau SMA untuk KSM 2024 sebagaimana dilansir dari Juknis 2024:
Konteks (Sains)
a. Matematika Fisika
b. Pengukuran
c. Kinematika
d. Dinamika Linier
b. Dinamika rotasi
c. Osilasi
d. Gravitasi
e. Listrik Magnet
f. Termofisika
g. Fluida
h. Optika
i. Ilmu Falak
j. Elektronika
Konteks (Agama)
Sejarah dan Kebudayaan Islam
a. Peradaban sebelum Islam
b. Dakwah Nabi Muhammad
c. Sejarah perkembangan
d. Islam di masa Khulafaur Rasyidin
e. Bani Umayyah
f. Bani Abbasiyah
Fiqh
a. Konsep fikih dalam ibadah
b. Pengurusan jenazah
c. Zakat, haji dan umrah
d. Qurban dan aqiqah
e. Perekonomian dalam Islam
Akidah Akhlak
a. Aqidah Islam
b. Tauhid
c. Akhlaqul Karimah dan Akhlaqul Madzmumah
b. Kisah teladan para nabi
Qur'an dan hadis
a. Keotenükan Al- Qur'an
c. Hadis, sunnah, khabar, atsar
d. Unsur-unsur hadis
e. Kualitas hadis
Kumpulan Contoh Soal Fisika Madrasah Aliyah KSM 2024 dan Jawabannya
Berikut ini adalah kumpulan contoh soal Fisik Terintegrasi KSM 2024 untuk jenjang MA dan kunci jawabannya:
1. 
Dalam Kitab Mizan al-Hikmah karya - Fath Abd al- - (Abad 11-12 M) menjelaskan tentang pusat massa atau pusat gravitasi sistem benda. Jika massa benda, serta jari-jari benda dan, maka pusat massa sistem dua benda tersebut dari acuan titik O seperti yang terlihat pada gambar adalah …
A.2.3R
B.2.7R
C.3.0R
D.3.3R
Jawaban: C
2. Wukuf di padang Arafah adalah salah satu rukun haji. Pada malam hari, suhu udara di padang Arafah bisa sangat dingin, dan tenda- tenda jamaah haji didirikan dengan jarak yang sangat berdekatan. Asumsikan bahwa tenda berbentuk silinder bundar dengan luas permukaan atas a=1,4 m persegi dan tingginya h=4,2m. Apabila adalah rata-rata energi yang dilepaskan masing-masing tenda ke lingkungannya melalui sisi atas dan samping tenda, kemudian adalah rata-rata dari N yang identik. Jika tenda-tenda saling menempel rapat dan gabungan tenda tersebut juga membentuk silinder besar dengan permukaan atasnya Na dan tinggi h, rata-rata radiasi silinder besar adalah Ph. Jika N = 1000, berapa persentase total energi yang bisa disimpan atau tidak terlepas dari tenda-tenda yang rapat tersebut.
A. 60%
B. 70%
C. 80%
D. 90%
Jawaban: D
3. 
Terdapat lima buah kabel pararel yang terpisahsatu sama lainnya dengan jarak yang sama
antar kabel yaitu d = 8 cm, mempunyai panjang kabel 10 m, dan membawa arus yang besarnya sama, 300 A keluar bidang atau sisi depan permukaan. Setiap kabel saling terpengaruh dari gaya magnetik yang diberikan oleh kabel yang lain. Menggunakan notasi vektor satuan, pernyataan berikut ini yang benar terkait total gaya magnetic pada setiap kabel adalah …
A. Kabel 1= (4,69x10 pangkat -4N)
B. Kabel 2= (1,88x10 pangkat -4N)
C. Kabel 4= (2,35x10 pangkat -4N)
D. Kabel 5=(-3,43x10 pangkat -4N)
Jawaban: B
4. Allah berfirman dalam Al Quran surat Saba’ ayat 2 yang artinya “Dia mengetahui apa yang masuk ke dalam bumi dan apa yang ke luar darinya, apa yang turun dari langit dan apa yang naik kepada-Nya. Dan “Dia Maha Penyayang lagi Maha Pengampun”. Ayat tersebut menggambarkan tentang fenomena yang terjadi setiap saat pada bumi kita, adanya “apa (sesuatu)” yang naik atau turun ke bumi kita. Atmosfer bumi bagian bawah berisikan ion negatif maupun positif yang diproduksi dari elemen-elemen radioaktif di tanah dan sinar kosmik dari angkasa. Pada suatu daerah yang tercatat mempunyai kuat medan listrik 320 V/m dengan arah medannya turun ke bawah menghasilkan ion tunggal bermuatan positif dengan densitas 690 cm-3 menuju permukaan bumi dan ion tunggal bermuatan negatif melayang menuju ke atas meninggalkan permukaan bumi dengan densitas 560 cm-3. Apabila konduktivitas udara di tempat itu adalah 2,80 10-14 -1, berapakah kecepatan ion saat melayang, dengan asumsi kecepatan ion positif dan negatif sama…
A.2,00cm/s
B.3,20cm/s
C.5,35 cm/s
D.6,42 cm/s
Jawaban: A
5. Gambar berikut menunjukkan skema alat spektrometer massa yang dapat digunakan untuk mengukur massa dari sebuah ion.
Sebuah ion dengan muatan q yang akan diukur massanya berasal dari sumber S. Ion dari keadaan diam, dipercepat dengan medan listrik yang dihasilkan dari suatu beda potensial V. Ion memasuki tabung yang mempunyai medan magnetik seragam B yang berarah keluar bidang tegak lurus terhadap lintasan ion. Ion bergerak separuh lingkaran dan menumbuk detector lebar berbentuk garis yang terdapat pada bagian dasar tabung pada titik yang berjarak x=1,6 m. Jika B = 80 mT, V = 1000V dan muatan ion q = +1,6 x 10 pangkat 19 C. Berapakah massa dariion tunggal.
A.1,4 x 10 pangkat -25 kg
B. 2,6 x 10 pangkat -25 kg
C. 3,3 x 10 pangkat -25 kg
D. 4,1 x 10 pangkat -25 kg
Jawaban: C
6. Pemerintah Indonesia berencana membangun pusat pembangkit listrik, yang menghasilkan daya listrik sebesar 755 MW dengan konsumsi bahan bakar batubara sebesar 420 ton per jam. Panas yang dihasilkan pembakaran batubara tersebut adalah 32 MJ/kg. Berapakah efisiensi dari pusat pembangkit listrik tersebut?
A.10%
B. 15%
C. 20%
D. 25%
Jawaban: C
7. Sebuah Tim Gerak Cepat Kesehatan Haji Indonesia membawa sebuah tabgung Oksigen berbentuk silinder dengan ukuran 6,7 liter dan bertekanan 250 bar sejak pukul 05.00 dini hari saat suhu udara masih pada 15 derajatC C. Mereka bertugas di sekitar Ka’bah untuk menolong jamaah haji yang sakit saat menunaikan tawaf. Setelah Dzuhur pada pukul 14.00, suhu udara di Makah menjadi 38 derajat C dan volumenya telah menjadi 3,5 liter. Jika diasumsikan sebagai gas ideal dengna suhu gas sama dengan suhu dara Makah, berapakah tenakanannya sekarang?
A. 510 atm
B. 758 atm
C. 996 atm
D. 1212 atm
Jawaban: A
8. 
Sebuah gas ideal (1 mol) pada mesin yang beroperasi seperti pada siklus di bawah ini. Proses BC dan DA adiabatik, maka pernyataan yang benar adalah ….
A.Gas yang terdapat pada mesin tersebut termasuk jenis gas diatomic
B. Efisiensi mesinya adalah 75%.
C. Kalor yang diserap pada proses A B adalah -1/4p0V0(5/2)
D. Kalor yang dilepaskan pada proses CD adalah p0V0 (5/2)
Jawaban: B
9. 
Sebuah kubah masjid berbentuk busur cincin setengah lingkaran (gambar a), berjari-jari R, dengan muatan +Q yang terdisitribusi merata menghasilkan medan listrik Ec pada titik P. Apabila kubah tersebut runtuh sehingga menjadi sebuah titik dengan jarak R dari P (gambar b), berapakah besar faktor pengali dari medan listrik pada titik P?
A.1,04
B. 1,35
C. 1,57
D. 1,70
Jawaban: C
10. Gambar di bawah ini menunjukkan sebuah kabel yang berbentuk lingkaran dengan arus di dalamnya i = 4,6 mA, berjari-jari a = 1,8 cm dan tegak lurus terhadap arah radial simetrik yang menyimpangkan medan magnetik.
Medan magnetic sebesar B=3,4 mT terdapat pada seluruh tempat di sekitar kabel berbentuk lingkaran tersebut berarah 0=20 derajat terhadap normal bidang kabel. Berapakah besar gaya dari medan yang ada pada lingkaran?
A.6,0x10pangkat -7N
B.7,5x10pangkat -7N
C.8,3x10pangkat -7N
D.9,6x10pangkat -7N
Jawaban: A
11. Terdapat dua buah elektron yang terpisah pada jarak 2 cm, kemudian dari jarak takterhingga ditembakkanlah sebuah elektron sehingga elektron tersebut berada diantara kedua elektron sebelumnya. Berapakah kecepatan awal dari elektron yan g ditembakkan tersebut?
A. 2,7 m/s
B. 3,2 m/s
C. 4,5 m/s
D. 5,3 m/s
Jawaban: B
12. Ilmuwan dinasti Utsmaniyah Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf ash-Shami al-Asadi
(1526-1585 M) merancang sistem katrol pengangkut beban yang tercantum dalam Kitab at-Turuq as-Saniyya fi al-Alat ar- Ruhaniyya sebagai berikut:
Jika sistem diberi beban seberat W dengan massa 20 kg, maka besar gaya T minimal agar dapat mengangkat beban tersebut (Gunakan g = 10m/s persegi dan diasumsikan semua katrol licin) adalah …
A. 20,68341 N
B. 25,78431 N
C. 28,57143 N
D. 30,27532 N
Jawaban: C
13. Thabit ibn Qurra (826-901 M) merupakan ilmuwan pada dinasti Abbasiyyah menulis sebuah Kitab fi al-Qarastun yang berisi tentang gaya berat dan kesetimbangan benda tegar, serta pembuatan neraca. Berikut adalah model keseimbangan sistem Thabit ibn Qurra.
Jika jarak AG = 40 cm, GZ = 20 cm, ZT = 20 cm, TB = 20 cm, dan massa Me = 10 kg, Mh = 2kg, Mu= 2kg, g= 10 m/cm persegi, maka masa Mk, agar sistem setimbagn dititik G adalah…
A. 6kg
B. 12 kg
C. 18 kg
D. 24 kg
Jawaban: A
14. Dalam Kitab at-Turuq as-Saniyya fi al-Alat ar- Ruhaniyya, Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf ash-Shami al-Asadi (1526-1585 M) merancang sistem gear terkopel pengangkut beban seperti sistem berikut
Jika diketahui lpemutar = 8r, r1 = r3 = rs = r = r2 = r4 = r6 = 3r, r tali = 4r, dan berat beban 108 N, maka gaya minimal untuk dapat mengangkat beban tersebut adalah ….
A.54 N
B. 27 N
C. 4 N
D. 2 N
Jawaban: D
15. Air zam-zam merupakan air yang memiliki sejarah dalam peradaban Islam. Salah satu metode untuk mengetahui keaslian dari air zam-zam serta untuk mencegah pemalsuan adalah dengan menganalisis karakteristik listrik dari air tersebut, dalam hal ini yaitu hambatan jenisnya. Salah satu metode paling konvensional untuk mengetahui resistansi dari suatu bahan tanpa menggunakan multimeter adalah dengan menggunakan metode jembatan Wheatstone yang ditemukan oleh Samuel Hunter Christie Tahun 1833 dan disempurnakan oleh Sir Charles Wheatstone Tahun 1843. Diketahui suatu desain rangkaian jembatan wheatstone berikut.
Jika diketahui l1 = 100 cm, l2 = 30 cm, dan R = 2700 maka hambatan jenis air zam-zam jika luas permukaan elektroda yang berinteraksi A = 0,000117m persegi dan jarak antara dua elektroda l=0,009 m adalah ….
A.9.7 m
B. 11.7 m
C. 13.7 m
D. 15.7 m
Jawaban: B
16. Ilmuwan Islam pionir robotika yang bernama Abu al- -Razaz al- Jazari (1136 1206 M) membuat berbagai robot serta berbagai jenis jam tenaga air (water clock) pertama di dunia yang tercatat pada Kitab fi ma'rifat al-hiyal al-handasiya. Berikut adalah skema prinsip kerja jam tenaga air sederhana.
Jika jari-jari lubang di bawah tabung adalah , jari-jari tabung adalah , jari-jari lingkaran jam adalah , sudut putar lingkaran jam adalah serta ketinggian permukaan air ke lubang adalah h. Dari desain jam tenaga air al-Jazari tersebut (Asumsikan tekanan karena tabung pelampung sangat kecil sehingga dapat diabaikan), sudut putar lingkaran jam terhadap waktu adalah …
A.0 = (0o – r pangkat 2/R pangkat 2 g/R jam . t) pangkat 2
B. 0 = (0o – 2r pangkat 2/R pangkat 2 g/2R jam . t) pangkat 2
C. 0 = (0o – r pangkat 2/R pangkat 2 g/2R jam . t) pangkat 2
D. 0 = (0o – r pangkat 2/2R pangkat 2 g/R jam . t) pangkat 2
Jawaban: C
17. Dalam Kitab at-Turuq as-Saniyya fi al-Alat ar-Ruhaniyya, Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf ash-Shami al-Asadi (1526-1585) memperkenalkan penerapan mesin uap untuk menggerakan pemanggang daging. Jika mesin uap Taqi al-Din bekerja pada suhu . Mesin ini mengubah air menjadi uap yang menghasilkan usaha untuk menggerakan baling-baling pemutar pemanggang daging. Suhu diluar mesin pada saat itu adalah . Jika mesin ini menyerap kalor sebesar dan usaha maksimum yang dilakukan oleh mesin tersebut digunakan menjadi energi kinetik putaran baling-baling yang memiliki momen inersia , maka kecepatan sudut yang dihasilkannya adalah …
A.3010 rad/s
B. 1510 rad/s
C. 710 rad/s
D. 310 rad/s
Jawaban: A
18. Pada tahun 2018 di laboratorium UIN Kementerian Agama RI telah dibuat suatu alat yang dapat mengukur kapasitansi lemak babi untuk kebutuhan pangan halal yang terbebas dari bahan haram. Alat ini bekerja berdasarkan prinsip resonansi rangkaian LC. Jika inductor yang digunakan adalah , dan frekuensi yang terbaca oleh frekuensi meter sebesar 4,11144729 MHz. Tentukan kapasitansi lemak babi tersebut!
A.0.5 pF
B. 1.0 pF
C. 1.5 pF
D. 2.0 pF
Jawaban: C
19. Hasan ar-Rammah Najm al-Din al-Ahdab (Meniggal tahun 1295 M) Ilmuwan Islam yang berasal dari Syam pada sekitar tahun 1275 M membuat teknologi roket (torpedo) dan berbagai teknologi militer lainnya yang tertuang dalam Kitab al-Furusiya wa al- Manasib al-Harbiya. Sebuah roket ar-Rammah pada saat bermassa bergerak horizontal diatas permukaan laut dengan kecepatan (kerangka acuan pengamat ditempat peluncuran, serta abaikan gesekan antara roket dan permukaan air). Pada saat posisi , massa roket berkurang sebesar tetapi kecepatan roket bertambah menjadi (kerangka acuan pengamat ditempat peluncuran), karena adanya pembuangan bahan bakar sebesar yang menyembur dengan kecepatan berlawanan arah dengan roket (kerangka acuan roket). Kecepatan roket tiap satuan waktu adalah…
A. Vt = V0 – u In M0/Mt
B. Vt = V0 + u In M0/2Mt
C. Vt = V0 – u In 2Mt/M0
D. Vt = V0 + u In M0/Mt
Jawaban: D
20. Dalam Kitab at-Turuq as-Saniyya fi al-Alat ar-Ruhaniyya, Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf ash-Shami al-Asadi (1526-1585) memperkenalkan konsep penerapan mesin uap sebagai penggerak. Mesin uap Taqi al-Din memiliki tangki pemanas air yang bekerja pada suhu 227 °C. Mesin ini mengubah air menjadi uap yang menghasilkan usaha untuk menggerakan piston yang akan memutar sebuah roda (engkol). Sedangkan tangki lainnya memiliki suhu 27 °C. Mesin ini menyerap kalor sebesar 1 kilo Joule. Jika dalam kondisi awal (sebelum mengalir uap air), tongkat penghubung piston-roda engkol yang panjangnya 10 cm dan penghubung ke pusat roda engkol yang panjangnya 5 cm saling berhimpitan, sedangkan setelah uap air mengalir terbentuk sudut 90°, maka besar gaya dorong piston akibat tekanan uap air pada kondisi tersebut adalah...
A.2,103 kN
B. 4,205 kN
C. 6,309 kN
D. 9,407 kN
Jawaban: C
21. Abu Ali al-Hasan ibn Al-Hasan ibn al-Haytham (965-1040 M) dalam karyanya yaitu Kitab al-Manadzir merupakan ilmuwan yang pertama kali memperkenalkan prinsip kamera obscura yang dapat menampilkna bayangan suatu objek melalui sebuah celah sempit pada ruang gelap. Diketahui, jarak suatu objek ke celah kamera sebesar 10 m dan jarak celah kamera ke layar sebesar 2 m. Jika bayangan yang dihasilkan berbentuk segitiga sama kaki terbalik dengan ukuran sisi miring 50 cm, dan alas 60 cm, serta terbentuk juga di bidang persegi dengan sisi x’ di dalam bayangan segitiga tersebut (Bidang persegi di dalam segita terdapat dalam Kitab fi al-Jbr wa al-Mugabala karya al-Kharizmi (780-860 M), maka luas bidang persegi pada objek benda segitiga sebenarnya adalah …
A.0,188 m persegi
B. 0,288 m persegi
C. 0,488 m persegi
Jawaban: B
22. Desain rangkaian elektronik berikut menunjukkan sebuah rangkaian lampu otomatis yang digunakan Masjid Darussalam Bandung. Lampu otomatis ini akan menyala
saat kondisi lingkungan gelap dan padam saat kondisi lingkungan terang.
Saat kondisi lingkungan gelap, resistansi LDR (light dependent resistor) adalah , dan saat kondisi lingkungan terang, resistansi LDR menjadi . Rangkaian lampu otomatis ini
diberi tegangan sumber DC sebesar 11 Volt serta tegangan yang terbaca pada titik x adalah 1 Volt saat kondisi lingkungan terang. Tegangan pada titik x (terhadap ground) saat kondisi lingkungan gelap untuk menghidupkan relay lampu AC adalah …
A.7,782 Volt
B. 8,782 Volt
C. 9,891 Volt
D. 10,891 Volt
Jawaban: D
23. Seorang pelajar madrasah sedang melakukan eksperimen untuk membuat sistem control suhu ruangan masjid secara otomatis menggunakan sensor suhu thermistor dan mikrokontroler Arduino. Pelajar tersebut menghubungkan secara seri sensor suhu thermistor dengan resistor Rr = 10,1 k, memberi tegangan pada sensor sebanyak 5 Volt, dan menghubungkan sistem sensor tersebut dengan pin Analog Input (ADC = Analog to Digital Conversion memiliki rentang nilai dari 0 sampai 1023) mikrometer Arduino, yang kemudian akan mengontrol motor kipas.
Jika pelajar tersebut melakukan pengukuran hubungan natara suhu dan resistensi thermistor sesuai data pada tabel di tas, maka secara berurutan nilai ADC yang terbaca pada Arduino (tipe data integer/bilangan bulat) untuk mengonrol kipas pada suhu ruangan tertentu, yaitu ; 20 derajat C (kondisi kipas mati), 30 derajat C (kondisi kipas menyala dengan kecepatan sedang) dan 40 derajat C (kondisi kipas menyala dengan kecepatan tinggi) adalah …
A.ADC1 = 564; ADC2 = 663; dan ADC3 = 752
B. ADC1 = 464; ADC2 = 563; dan ADC3 = 652
C. ADC1 = 364; ADC2 = 463; dan ADC3 = 552
D. ADC1 = 264; ADC2 = 363; dan ADC3 = 452
Jawaban: B
24. Abū al-Fath Abd al-Rahman Mansūr al-Khāzini (Abad 11-12 M) dalam karyanya Kitab Mizan al- Hikmah, membuat neraca untuk pengukuran massa benda. Terdapat dua mangkuk logam yang berukuran sama yaitu A dan B. Pada kondisi awal mangkuk A berisi benda bermassa 0,6 kg dan mangkuk B berisi benda bermassa 0,4 kg, serta jarak kedua mangkuk adalah sama 30 cm terhadap titik O. Selain mangkuk, terdapat benda C bermassa 0,3 kg yang dapat digeser posisinya sehingga sistem seimbang di titik O. Jika kemudian pada mangkuk A ditambahkan suatu benda bermassa 0,1 kg, maka perubahan posisi benda C terhadap kondisi awal agar sistem tetap seimbang adalah ….
A.5 cm
B. 10 cm
C. 15 cm
D. 20 cm
Jawaban: B
25. Dalam desain arsitektur Masjid Agung Sang Cipta Rasa, Kesultanan Kasepuhan Cirebon (1480M) karya Sunan Kalijaga (1450M) dan Raden Sepat terdapat beberapa bagian gapura dalam yang menggunakan lengkungan susunan batu bata. Susunan batu bata tersebut dari bagian atas secara berurutan membentuk ½ bagian, ¼ bagian, 1/6 bagian , dan seterusnya terhadap batu bata dibawahnya. Jika tiap batu bata penyusun gapura tersebut identik dengan panjang 30 cm dan lengkungan tersebut memiliki rentang jarak total 80 cm, maka jumlah minimal total batu bata identik pembentuk lengkungan gapura masjid tersebut adalah...
A.17
B. 19
C. 21
D. 23
Jawaban: B
Penulis: Lucia Dianawuri
Editor: Yulaika Ramadhani
